HAL Id: tel-00376176
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Submitted on 16 Apr 2009
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perception et la prise de décision
Morgan Veyret
To cite this version:
Morgan Veyret. Un guide virtuel autonome pour la description d’un environnement réel dynamique:
interaction entre la perception et la prise de décision. Autre [cs.OH]. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2009. Français. �tel-00376176�
Mémoire de thèse
Spéialité : Informatique
Un guide virtuel autonome pour la desription d'un
environnement réel dynamique
Interation entre la pereption et la prise de déision
Morgan Veyret
Pour l'obtention du
Dotorat de l'Université de Bretagne Oidentale
MentionInformatique
Lisy Laboratoire d'Informatique des SystèmesComplexes EA3883
Soutenue publiquement le6mars 2009 devant laommission d'examen :
Rapporteurs
Jean-Pierre Jessel Professeur à l'Université de Toulouse III
Malik Mallem Professeur à l'Université d'Evry vald'Essonne
Examinateurs
Patrik Reignier Maîtredeonférenesàl'UniversitédeGrenoble
Vinent Rodin Professeur à l'UBO(Président)
Eri Maisel Maître de onférenes àl'ENIB
Jaques Tisseau Professeur à l'ENIB
Invité
Sylvain Ghiron Responsable multimédiaà Oéanopolis
desription d'un environnement réel
dynamique
Interation entre la pereption et la prise de déision
Mémoire de thèse
Morgan Veyret
1 er
avril 2009
Laboratoire d'Informatique des SYstèmes Complexes
EA 3883 UBO-ENIB
Morgan Veyret
e-mail :veyretenib.fr
url: http ://www.enib.fr/~veyret
tel: +33(0)2 9805 66 66
UBO
Université de Bretagne Oidentale
http ://www.univ-brest.fr
CERV/ENIB
Centre Européen de Réalité Virtuelle
Eole Nationale d'Ingénieurs de Brest
Tehnople Brest-Iroise
25,rue Claude Chappe
BP 38F-29280 Plouzané
http ://www.erv.fr
http ://www.enib.fr
Région Bretagne
http ://www.region-bretagne.fr
Jeremerieavant toutl'équipeduCERVpoursonaueiletsasympathiedurant esannées
de thèse. Je tiens à remerier Jaques Tisseau pour la onane qu'il m'a témoigné en
m'aueillant dans son laboratoire et en aeptant la diretion de ette thèse ainsi qu'Éri
Maiselpour m'avoirenadré.
Je remerie Jean-Pierre Jesselet MalikMallempour avoiraeptéde rapporterette
thèse. J'adresse également mes remeriements à Patrik Reigner et Vinent Rodin pour
avoir partiipé à monjury.
Ces travaux n'auraient pu aboutir sans le soutien de nombreuses autres personnes et
notament Stéphane, Cyrille, lesfantmesde #gluteet euxque j'oublie.
Remeriements iii
Table des matières v
Table des gures xi
Liste des tableaux xv
Liste des listings xvii
partie I Introdution 1
1 Introdution 3
1.1 Contexte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.1 Présentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.2 Évolution desmoyensde ommuniation ave levisiteur . . . . . . . . 4
1.1.3 Réalité augmentée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.4 Agent autonome et ateur virtuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Problématique et proposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3 Organisation du mémoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
partie II Dérire le réel 13 2 Du guide réel au guide virtuel autonome 15 2.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Visite guidée et guideréel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3 Visite guidée et guidevirtuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.1 Notion de guidevirtuel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.2 La visite: laonstrution d'un exposé . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.3 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 Struturation delavisite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.4.1 Visite statique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.4.2 Visite interative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.3 Visite réative. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4.4 Visite dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4.5 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.5 Expressionet ommuniation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.5.1 Inarnationet personniation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.5.2 Communiation multimodale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.5.3 Inarnationet omportement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.5.4 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6 L'adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.6.1 Personnalisationou adaptivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.6.2 Objetsde l'adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.6.3 Soures d'adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6.4 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.7 Conlusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3 Un guide virtuel autonome pour un environnement dynamique 43 3.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.2 Lesexpliations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.2.1 Introdution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.2.2 La notiond'expliation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2.3 Graphe d'expliation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.4 Exéution : proessusd'expliation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2.5 Transitions entreexpliations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2.6 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3 La visiteguidée: une suessiond'expliations . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.1 Introdution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.2 Notion de sujet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.3 Contexte de lavisite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.3.4 Séletion desexpliations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3.5 La visiteguidée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.6 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.4 Comportement du guidevirtuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.4.1 Introdution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.4.2 Notion de omportement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.4.3 Exéution et gestionde l'interruptibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.4 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.5 Déroulement d'une visite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.6 Conlusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
partie III Perevoir le réel 67 4 Représenter le réel pour le dérire 69 4.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.2 Contexte et ontraintes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3 Pereptionvisuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.3.1 Une vue élémentaire ou globale? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.3.2 Pereption direteou inférene? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.3.3 Perevoir enfontion de latâhe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.3.4 Mémoire et représentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.4 Approhesde lavision artiielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.4.1 Vision ative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.4.2 Pereption ative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.4.3 Vision animée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.4.4 Vision intentionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.5 Vision artiielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.5.1 Vision par ordinateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.5.2 Les systèmesde vision : dutraitement à l'interprétation . . . . . . . . 78
4.5.3 Représentation des informations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.5.4 Arhitetures logiielleset oopération . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.5.5 Le ontrle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.5.6 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.6 Attention visuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.6.1 Vision préoe ou pré-attentive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.6.2 Traitements séquentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.6.3 L'inuene duontexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.6.4 Attention et représentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.6.5 Contrle attentionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.6.6 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.7 Conlusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5 Le ontrle de l'attention visuelle pour onstuireune représentation 105 5.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.2 Une représentation partiellede l'environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.3 Organisation du systèmede pereption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3.1 Introdution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3.2 Mémoire visuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3.3 Extration d'informations àpartir des images . . . . . . . . . . . . . . 112
5.3.4 Routines depereption. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.3.5 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.4 Constrution d'unereprésentation : exéutionet ontrle . . . . . . . . . . . . 117
5.4.1 Introdution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.4.2 Stratégies depereption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.4.3 Inuene duproessusde prise de déision: notion d'intérêt . . . . . . 120
5.4.4 Contrle de l'intérêt :la représentation omme interfae . . . . . . . . 122
5.4.5 Préisions surl'implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.4.6 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.5 Perevoir pour dérirel'environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.5.1 Introdution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.5.2 Organisation pour ladesriptiond'un environnement dynamique . . . 127
5.5.3 Stratégies depereption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.5.4 Contrle duproessus deprise de déision . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.5.5 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
